DE102005035141A1 - irradiation device - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Bestrahlungseinrichtung für die Protonen- und/oder Ionenstrahltherapie gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1. Derartige auch als Therapieanlagen bezeichnete Einrichtungen sind bekannt, sie weisen eine in der Regel auf der Basis eines Zyklotrons oder Synchrotons realisierte Strahlungsquelle mit einer Strahlführungseinrichtung sowie mindestens einen Therapieraum auf, in den ein Therapiestrahl eingeleitet wird. Dieser wird auf einen Behandlungsort gerichtet an, dem ein zu behandelnder Patient platziert werden kann.The The invention relates to an irradiation device for proton and / or ion beam therapy according to the generic term of claim 1. Such also referred to as therapy facilities Facilities are known, they usually have one on the Base of a cyclotron or synchrotron realized radiation source with a beam guiding device and at least one therapy room into which a therapy beam is initiated. This is directed to a treatment location to which a patient to be treated can be placed.
Bei der Beschleunigung von Strahlen und bei deren Nutzung während der Patientenbestrahlung wird Sekundärstrahlung erzeugt. Beim Abbremsen von Ionen werden in dem hier zu betrachtenden Energiebereich bis zu einigen 100 MeV pro Nukleon in Kernreaktionen (Spallationsreaktionen oder Fragmentierungen der Projektil- oder Targetkerne) Neutronen, Protonen, leichte Ionen und Gammastrahlung erzeugt. Die Abschirmung der Sekundärstrahlung ist im Wesentlichen durch die produzierte Neutronenstrahlung dominiert.at the acceleration of and use of radiation during the Patient irradiation becomes secondary radiation generated. When braking ions are considered in the here to be considered Energy range up to several 100 MeV per nucleon in nuclear reactions (Spallation reactions or fragmentation of the projectile or target nuclei) Neutrons, protons, light ions and gamma rays generated. The Shielding the secondary radiation is essentially dominated by the produced neutron radiation.
Es ist bekannt, dass der größte Teil eines beschleunigten Therapiestrahls im Gewebe deponiert wird und dort einen – in Richtung des Therapiestrahls gesehen – stark nach vorne gerichteten Kegel von Neutronenstrahlung erzeugt. Die meisten der erzeugten Neutronen verlassen den Patienten ohne Wechselwirkung. Da die Neutronenstrahlung sehr hohe Energien haben kann und die Zehntelwertschichtdicke für hochenergetische Neutronenstrahlung z.B. in Normalbeton einen Meter beträgt, ist gerade in Vorwärtsrichtung des einfallenden Therapiestrahls ein erheblicher Abschirmaufwand nötig.It is known to be the largest part an accelerated therapy beam is deposited in the tissue and there one - in Direction of the therapy beam seen - strongly forward Cones generated by neutron radiation. Most of the generated Neutrons leave the patient without interaction. Because the neutron radiation can have very high energies and the tenth value layer thickness for high energy Neutron radiation e.g. in normal concrete is one meter, is straight forward the incident therapy beam a significant shielding necessary.
Die bauliche Strahlenschutzauslegung muss diesen strahlenpysikalischen und geometrischen Randbedingungen Rechnung tragen.The Structural radiation protection design must meet this radiation physics and geometric constraints.
Bei der Planung von Behandlungszentren, insbesondere Klinikanlagen für die Teilchentherapie, in denen Bestrahlungseinrichtungen der hier angesprochenen Art verwendet werden, tritt häufig das Problem auf, dass diese Anlage in einer vorhandenen Infrastruktur in der Nähe oder innerhalb eines größeren Behandlungszentrums gebaut werden muss. Teilchentherapieanlagen mit Zyklotrons und Synchrotrons haben aufgrund der aufwändigen Beschleunigertechnik und den zugehörigen Strahlführungseinrichtungen einen großen Flächenbedarf. Zur Bereitstellung der Therapiestrahlen bedarf es oft eines verzweigten Systems von Strahlführungen, um die Strahlen der Strahlungsquelle Behandlungsräumen zuzuführen. Dadurch ist der Zugang zu diesen Räumen häufig eingeschränkt. Oft lässt es sich nicht vermeiden, dass der Zugang zu einem Therapieraum im Bereich der Neutronenstrahlung der Therapieeinheit angeordnet ist, sodass häufig schwere Abschirmtüren installiert werden müssen, die einerseits den Raumbedarf erhöhen, anderseits den Zugang zum Patienten verzögern.at the planning of treatment centers, in particular clinics for particle therapy, in which irradiation facilities of the type mentioned here used be, often occurs the problem on having this facility in an existing infrastructure near or within a larger treatment center has to be built. Particle therapy facilities with cyclotrons and synchrotrons have due to the elaborate Accelerator technology and the associated beam guiding devices a big Space requirements. To provide the therapy beams often requires a branched Systems of beam guides, to supply the beams of the radiation source treatment rooms. Thereby is the access to these rooms often limited. Often leaves it can not be avoided that access to a therapy room in the Range of neutron radiation of the therapy unit is arranged, so often heavy shield doors need to be installed on the one hand increase the space requirement, on the other hand, the access to Delay patients.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Bestrahlungseinrichtung zu schaffen, welche die hier genannten Nachteile vermeidet.task The invention therefore is to provide an irradiation device, which avoids the disadvantages mentioned here.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Bestrahlungseinrichtung für die Protonen- und/oder Ionenstrahltherapie mit einer Strahlungsquelle vorgeschlagen, die die in Anspruch 1 genannten Merkmale aufweist. Sie umfasst eine Strahlführungseinrichtung und mindestens einen mit einem Behandlungsort und einem Zugang versehenen Therapieraum, in den ein Therapiestrahl zur Behandlung eines Patienten ein geleitet wird. Die Bestrahlungseinrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass verschiedene Ebenen vorgesehen sind. Dabei ist der Therapieraum in einer ersten Ebene angeordnet. Der Therapiestrahl wird aus einer ober- oder unterhalb dieser Ebene liegenden zweiten Ebene in den Therapieraum eingeleitet und auf den Behandlungsort so gerichtet, dass der Therapiestrahl vom Zugang weggerichtet ist. Dadurch, dass Teile der Bestrahlungseinrichtung auf unterschiedlichen Ebenen angeordnet werden, kann der Raumbedarf deutlich reduziert werden. Außerdem kann die Strahlführungseinrichtung aus der Ebene herausverlagert werden, in der der Therapieraum angeordnet ist. Damit kann der Zugang zum Therapieraum unabhängig von der Strahlführung gewählt werden. Bei der erfindungsgemäßen Bestrahlungseinrichtung ist vorgesehen, dass im Therapieraum eine zum Behandlungsort offene Abschirmung vorgesehen ist. Diese schützt die weiteren Bereiche des Therapieraums vor der Strahlung. Der Zugang zum Therapieraum wird auf der dem Behandlungsort abgewandten Seite der Abschirmung angeordnet, sodass seitlich versetzt zu dem im Therapieraum verlaufenden Therapiestrahl und zur Abschirmung mindestens ein vom Zugang zum Behandlungsort führendes Labyrinth vorgesehen werden kann. Dieses Labyrinth wird von dem Therapiestrahl nicht getroffen. Auch die Neutronenstrahlung, die strahlabwärts vom Behandlungsort entstehen kann, trifft das Labyrinth nicht. Der Zugang zu dem Therapieraum kann also allein durch das Labyrinth vor reflektierten Strahlen geschützt werden, insbesondere können schwere Abschirmtüren entfallen. Damit ergibt sich ein einfacher und rascher Zugang zum Behandlungsort.to solution This object is achieved by an irradiation device for the proton and / or ion beam therapy with a radiation source proposed, having the features mentioned in claim 1. It includes one Beam guiding device and at least one provided with a treatment location and an access Therapy room in which a therapy beam for the treatment of a patient one is headed. The irradiation device is characterized from that different levels are provided. Here is the therapy room arranged in a first level. The therapy beam will be from a above or below this level lying second level in the Therapy room initiated and directed to the treatment site, that the therapy beam is directed away from the entrance. As a result of that Parts of the irradiation device arranged on different levels space requirements can be significantly reduced. In addition, can the beam guiding device be moved out of the plane in which the therapy room arranged is. This allows access to the therapy room independently of the beam guide chosen become. In the irradiation device according to the invention It is envisaged that in the therapy room open to the treatment Shielding is provided. This protects the other areas of the Therapy room before the radiation. The access to the therapy room will be arranged on the side facing away from the treatment of the shield, so that laterally offset to the treatment beam running in the therapy room and for shielding at least one of access to the treatment site leader Maze can be provided. This maze is made by the Therapy beam not hit. Also the neutron radiation, the bright down from the place of treatment, the labyrinth does not hit. Access to the therapy room so can be reflected only through the maze before Beams are protected, in particular can heavy shield doors omitted. This results in a simple and quick access to the Treatment site.
Dadurch,
dass die im Therapieraum im Bereich des Behandlungsorts entstehende
Neutronenstrahlung gerade nicht den Zugang und das Labyrinth zwischen
Zugang und Behandlungsort trifft, wie dies bei dem Therapieraum
gemäß der
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Bestrahlungseinrichtung ist vorgesehen, dass zwischen dem Zugang und dem Behandlungsort auf beiden Seiten der Abschirmung ein Labyrinth vorgesehen ist. Eines der beiden kann als Zugang und das andere als Ausgang verwendet werden, sodass die Nutzung des Therapieraums optimiert werden kann: Der Abtransport von Patienten aus dem Therapieraum behindert den Zugang nicht, sodass ein rascher Patientenwechsel möglich ist.at a preferred embodiment of Irradiation device is provided that between the access and the treatment site on both sides of the shield a labyrinth is provided. One of them can be used as access and the other be used as an outlet, allowing the use of the therapy room can be optimized: The removal of patients from the therapy room does not hinder access, allowing a quick change of patient possible is.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Bestrahlungseinrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass Räume, die der Vor- und Nachbehandlung von Patienten beziehungsweise für den Aufenthalt von sonstigen Personen ebenfalls auf der ersten Ebene angeordnet sein können, in der der Therapieraum liegt. Dies ermöglicht eine Optimierung des Ablaufs zur Therapievorbereitung (Computertomographie, Röntgen zur Lageverifizierung usw.) und zur Durchführung der Therapie.One Another preferred embodiment The irradiation device is characterized in that spaces that the pre- and post-treatment of patients or for the stay arranged by other persons also on the first level could be, in which the therapy room is located. This allows an optimization of the Procedure for therapy preparation (computed tomography, X-ray for Position verification, etc.) and to carry out the therapy.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Bestrahlungseinrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass der in den Therapieraum eintretende Therapiestrahl zwar auf den Behandlungsort, nicht aber auf die genannten Räume gerichtet ist. Diese sind also keinesfalls durch den Therapiestrahl und die bei der Behandlung produzierte Neutronenstrahlung belastet. Dabei bedarf es nicht einmal einer besonderen Abschirmung zwischen dem Eintrittsbereich und den genannten Räumen, weil der Therapieraum so angeordnet werden kann, dass die Neutronenstrahlung beispielsweise ins Erdreich geleitet wird, wo eine Belastung von Patienten, Behandlungspersonal und von Leuten vermieden wird, die die Bestrahlungseinrichtung bedienen und warten.One another embodiment The irradiation device is characterized in that the Although the therapy beam entering the therapy room reaches the treatment site, but not on the mentioned rooms is directed. These are therefore not by the therapy beam and the neutron radiation produced in the treatment charged. It does not even require a special shielding between the entrance area and the mentioned rooms, because the therapy room can be arranged so that the neutron radiation, for example is directed to the soil, where a burden on patients, treatment staff and avoided by people who operate the irradiation facility and wait.
Bei einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der Bestrahlungseinrichtung ist vorgesehen, dass die Strahlungsquelle in einer dritten Ebene angeordnet ist. Dadurch, dass die Bestrahlungseinrichtung auf mehrere Ebenen verteilt ist, und dass hier eine weitere Ebene eröffnet wird, können die einzelnen Elemente wie Strahlungsquelle, Strahlführungseinrichtung und Therapieräume quasi übereinander verschachtelt werden, um den Raumbedarf zu minimieren. Dabei bleibt vorgesehen, dass der auf den Behandlungsort gerichtete Strahl von den Räumen weggerichtet ist, in denen Patienten und sonstige Personen sich aufhalten können.at a further preferred embodiment the irradiation device is provided that the radiation source is arranged in a third level. Due to the fact that the irradiation device is spread over several levels, and that here is another level open will, can the individual elements such as radiation source, beam guiding device and therapy rooms almost on top of each other nested to minimize space requirements. It remains provided that the directed to the treatment site beam of the rooms is directed away, in which patients and other people themselves can stop.
Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen.Further Embodiments emerge from the remaining subclaims.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:The The invention is explained in more detail below with reference to a drawing. It demonstrate:
Der
Prinzipskizze gemäß
Neben
dem Therapieraum
Der
Darstellung ist zu entnehmen, dass die Strahlungsquelle
Dadurch,
dass der Therapiestrahl
Die
Figur zeigt auch deutlich, dass der Zugang
Der
Seitenansicht ist zu entnehmen, dass die Strahlführungseinrichtung
Die
Umlenkung des Teilstrahls T kann auch so gewählt werden, dass dieser unter
einem Winkel in den Therapieraum
Es
zeigt sich also, dass die Bestrahlungseinrichtung
Dadurch,
dass hier auch die Möglichkeit
geschaffen wird, den Teilstrahl T und insbesondere den Therapiestrahl
Die
Darstellung zeigt auch, dass der Eintrittsbereich E des Teilstrahls
T in den Therapieraum
In
Auch
oberhalb des Therapieraums
Insgesamt
können
hohe Abschirmmassen innerhalb der Bestrahlungseinrichtung
Insgesamt
ergeben sich also folgende Vorteile:
Durch die Anordnung der
Elemente der Bestrahlungseinrichtung
By the arrangement of the elements of the irradiation device
Oberhalb
dieser Ebene befindet sich in der Ebene E2 die Strahlführungseinrichtung
Aus
der Darstellung gemäß
Da
die Therapieräume
hier identisch ausgebildet sind, wird im Folgenden nur noch ein
Therapieraum
Der
Zugang
In
der Darstellung gemäß
Der
Eintrittsbereich E ist von einer in Richtung auf den Behandlungsort
Der
Therapieraum
Bei
der Darstellung gemäß
Aus
dem Strahlrohr
Bei
dem in
Bei
dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel
ist noch vorgesehen, dass die Abschirmung
Die
links- und rechts des Eintrittsbereichs E und der Abschirmung
Aus
der Draufsicht gemäß
Es
wird deutlich, dass das zweite Ausführungsbeispiel des Therapieraums
Der Therapieraum
The therapy room
Der
Eintrittsbereich E ist durch eine zum Behandlungsort
Der
Therapieraum
Auch
bei dem in
Anhand
der
In
allen Fällen
wurde auf die Darstellung des Strahlrohrs
Die
Therapieräume
Auch
bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel
sind, wie in
Aus
der Darstellung gemäß
Die
Zugänge
Auch
hier ist die Anordnung und Ausrichtung der Therapieräume
Da
auch hier die Therapiestrahlen
In
Auch
hier sind die Therapieräume
Insgesamt
zeigt sich, dass die Bestrahlungseinrichtung
Insgesamt
zeigt sich, dass die Bestrahlungseinrichtung
Dadurch,
dass die Therapiestrahlen
Derartig
ausgebildete Therapieräume
Besonders
aus den
Claims (11)
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